某型液壓挖掘機回轉(zhuǎn)異常的原因排查及改進措施

2023-07-27

一、故障現(xiàn)象

某型履帶式液壓挖掘機回轉(zhuǎn)馬達出現(xiàn)異響。維修人員隨即對該機進行測試，將發(fā)動機轉(zhuǎn)速置于1~7擋，挖掘機回轉(zhuǎn)速度正常，置于8~10擋回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)出現(xiàn)明顯的抖動現(xiàn)象，且回轉(zhuǎn)速度較該機正常時的速度快15%。拆檢回轉(zhuǎn)馬達后發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部磨損嚴重，更換新回轉(zhuǎn)馬達后試機，故障現(xiàn)象沒有改善。

二、檢測回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)壓力

根據(jù)該機回轉(zhuǎn)抖動故障現(xiàn)象，懷疑其原因為回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)壓力不穩(wěn)。將發(fā)動機轉(zhuǎn)速設定在8擋，使用和德尼科5060型測試儀監(jiān)測回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)馬達輸入壓力，測試結(jié)果如圖1所示，由測試結(jié)果可知，挖掘機回轉(zhuǎn)后系統(tǒng)壓力峰谷差值達0.3MPa，確認回轉(zhuǎn)系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定。

三、原因分析

回轉(zhuǎn)馬達磨損異常、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定及回轉(zhuǎn)速度過快的原因多為回轉(zhuǎn)馬達流量過大，分析可能是減壓閥、回轉(zhuǎn)電控限速系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

1.減壓閥故障

為了減小挖掘機回轉(zhuǎn)沖擊，在回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)中設置了減壓閥，以降低液壓系統(tǒng)至回轉(zhuǎn)分支油路的壓力。此外，減壓閥還可保證該分支油路壓力和流量的穩(wěn)定。若減壓閥失效，將造成回轉(zhuǎn)系統(tǒng)壓力波動。當發(fā)動機設置在7擋以下時，該挖掘機回轉(zhuǎn)正常，無抖動現(xiàn)象，說明壓力沒有波動，可排除減壓閥故障。

2.回轉(zhuǎn)限速系統(tǒng)故障

為了減小挖掘機液壓系統(tǒng)流量，以與回轉(zhuǎn)速度匹配，該機采用電控回轉(zhuǎn)限速比例閥，對回轉(zhuǎn)速度進行限制。電控回轉(zhuǎn)限速比例閥較電磁換向閥和直動式減壓閥在無級調(diào)壓和階躍響應平穩(wěn)性等方面更具優(yōu)點，可有效避免回轉(zhuǎn)限速造成的沖擊和異響，還可根據(jù)發(fā)動機設定的轉(zhuǎn)速改變回轉(zhuǎn)馬達輸入流量，保證回轉(zhuǎn)馬達輸入流量平穩(wěn)且在額定范圍內(nèi)。如果電控回轉(zhuǎn)限速比例閥有故障，可能導致回轉(zhuǎn)時流量和壓力異常波動，挖掘機回轉(zhuǎn)時抖動。

分析認為，回轉(zhuǎn)馬達流量大，原因可能是限速系統(tǒng)未起作用。通過查看挖掘機儀表中回轉(zhuǎn)限速比例閥電流得知，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在8~10擋時，限速比例閥進行回轉(zhuǎn)限速時電流不穩(wěn)定，這與挖掘機發(fā)生回轉(zhuǎn)不穩(wěn)故障時的擋位一致。

四、故障排查

1.排查電控比例閥

通過檢查電控比例閥得知，該閥主要由線圈、比例電磁鐵、閥芯等組成。因比例電磁鐵、閥芯、閥體為一體式結(jié)構(gòu)，拆解后修復難度很大，固采取更換新電控比例閥方法進行測試，故障狀態(tài)沒有改善，由此排除回轉(zhuǎn)限速電控比例閥有故障的可能，判斷為電氣系統(tǒng)有故障。

2.排查電氣系統(tǒng)

用萬用電表對回轉(zhuǎn)限速比例閥進行電流監(jiān)測，回轉(zhuǎn)過程中電流值波動情況與車輛抖動情況一致，儀表顯示設定電流為700mA時，實際電流為1.0A，這與回轉(zhuǎn)速度快故障現(xiàn)象相符。

控制系統(tǒng)引發(fā)電流過大故障的原因有控制程序異常、控制器損壞、線束故障等。因該故障為個案，固暫且排除控制程序問題的可能。依據(jù)排查難度，優(yōu)先檢查整車線束，該挖掘機控制器與回轉(zhuǎn)限速比例閥線束連接原理如圖2所從該回路電氣連接原理可看出，回轉(zhuǎn)限速比例閥兩端增加了續(xù)流二極管，而控制器調(diào)節(jié)比例閥開度是通過PWM調(diào)制脈寬實現(xiàn)。

理想化的PWM脈寬調(diào)制波形如圖3所示，在波峰(t1)位置，比例閥線圈得電，在波谷(t2)位置線圈失電。

在波谷時線圈感應電動勢將通過續(xù)流二極管放電，使波谷電動勢提升，造成PWM輸出電壓大于正常值，體現(xiàn)為輸出電流會大于目標電流，即可造成回轉(zhuǎn)速度變快。

拆除回路中續(xù)流二極管，進行回轉(zhuǎn)操作，8~10擋無明顯抖動感，回轉(zhuǎn)速度符合該挖掘機的設定。通過萬用電表對回轉(zhuǎn)限速比例閥進行電流監(jiān)測，儀表顯示設定電流為700mA時，實際電流為705mA，誤差符合該挖掘機的設定值。

使用和德尼科5060型測試儀監(jiān)測8擋回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)馬達輸入壓力情況，測試結(jié)果圖4所示，挖掘機回轉(zhuǎn)后系統(tǒng)穩(wěn)定峰谷差值為0.1MPa，曲線趨于平穩(wěn)，說明故障已排除。

該挖掘機回轉(zhuǎn)故障原因為續(xù)流二極管應用錯誤所致。續(xù)流二極管作用是消除電感性負載在失電瞬間產(chǎn)生的感應電動勢，防止感應電動勢擊穿一些敏感的電子元器件，避免造成元器件損壞。當在PWM控制系統(tǒng)中，額外增加續(xù)流二極管將改變PWM波形，從而引起所控制的器件工作異常。
（圖文來源于網(wǎng)絡，有侵權(quán)請聯(lián)系刪除）

RM新时代官网-首页

某型液壓挖掘機回轉(zhuǎn)異常的原因排查及改進措施

為您推薦